坡度统计分析的最小面积阈值研究

为了找出能保证流域坡度统计分布最基本特征的最小面积阈值,该文基于1:5万地形图建立数字高程模型(DEM),在3个不同地貌类型样区,提取坡度、坡长及等高线曲率等指标,并计算坡度频率曲线和不同流域面积的直方图相似度指数;计算并分析了各样区坡度分布与流域面积的关系,分析了流域面积与直方图相似度指数变化率之间的关系,完成流域最小面积的判定,从流域侵蚀及侵蚀地貌分带方面对确定的最小面积阈值进行了论证。该文得到破碎丘陵样区、缓坡丘陵样区和极陡山地样区面积阈值分别为19.51、118.39、144.77 km~2。     

黄土丘陵沟壑区地形复杂度分析

针对黄土丘陵沟壑区地形复杂度难以准确量化的问题,该文提出了基于区统计的评价方法,采用地形分析方法提取坡度、地势起伏度、地表切割深度,沟壑密度等地形因子,应用区统计法、变异系数法对研究区地形复杂度进分析评价。结果表明:彭阳县地形复杂度的空间分布特征与坡度、地势起伏度、地表切割深度的变化规律相似,中复杂区域和高复杂区域所占面积较大,且存在明显的分异规律;基于1:50 000数字高程模型数据的地形复杂度提取与分析方法能够快速有效地获取研究区地形地貌信息,为黄土丘陵沟壑区流域治理、土地规划、地形及景观格局的分区和尺度推绎等研究提供依据。     

基于DEM的格尔木河流域水系分维分析

分形理论为流域的复杂地貌形态及其发育过程等方面提供了定量依据,为进一步深化流域水系的分形研究,以ASTER-GDEM数据为基础资料,运用GIS水文分析工具提取了格尔木河流域在不同汇流累积量阈值下的水系河网;并用盒维数法计算了相应的水系分维数,以此来描述流域的地貌形态特征;并进一步预测流域地貌的发育演化趋势.研究结果表明:在一定无标区间范围内,汇流累积量阈值和分维数拟合较好;计算得到格尔木河流域的水系分维值处于1.6～1.8之间,据此可以判断出该流域处于地貌侵蚀发育壮年期,并向壮年晚期发展,流域地势起伏大,地面切割得支离破碎、崎岖不平,河流以侧蚀为主,下切作用相对较弱,与流域高程面积积分值计算所得结论一致.     

云蒙湖流域不同坡度的土壤侵蚀特征

针对定量分析土壤侵蚀在各坡度等级上的空间分布研究较少的现状,该文选用通用的土壤流失预报方程,对云蒙湖流域1986—2010年间的土壤水力侵蚀状况进行了定量的估算,以探讨不同坡度上的土壤侵蚀特征,并进一步分析了土壤侵蚀变化与人类活动的关系。分析得出:土壤侵蚀强度发生在人类活动比较频繁的区域上(8~25°坡度)更为严重;2010年比1986年强度以上所占比例在15°坡度等级上相对更低,在15°坡度等级上有所增加;云蒙湖流域主要土壤侵蚀量发生在25°坡度上;2010年比1986年耕地面积减少、林地和居民用地面积增加是土壤侵蚀降低的主要因素。     

黄土丘陵沟壑第三副区水文地貌关系正确DEM的建立与评价

本文以黄土丘陵沟壑第三副区的藉河流域为研究区,利用ANUDEM软件和1:5万地形图研究了水文地貌关系正确DEM的建立方法,从派生等高线与原始数字化等高线对比等方面对建立的DEM进行了质量评价。并且与传统TIN方法建立的不同水平分辨率的DEM做了比较。结果表明:由等高线、高程点、河流和陡崖线在ANUDEM5.1中生成的DEM质量优于由等高线、高程点和地形特征点用TIN方法生成的DEM。ANUDEM建立的DEM更能精确地反映水文地貌特征。在此基础上,研究了确定集水面积阈值的方法,通过在Arc/Info环境下运行AML程序自动提取了基于水文地貌关系正确DEM的流域特征。     

坡度随水平分辨率变化及其空间格局研究

以黄土丘陵沟壑区的县南沟流域为研究区,基于1∶1万地形图,利用ANUDEM软件生成5m到200m分辨率DEM,并利用Arc/Info中计算坡度的方法提取了各种分辨率的坡度。研究表明,随着DEM分辨率的降低,单个样点坡度值表现出不确定性,但同一坡度级所有栅格点的坡度均值呈现一定的规律性,低坡度段表现为先升高后降低,中坡度段呈现微弱变化,陡坡度段呈现对数降低趋势;沟沿线上坡度值呈比较剧烈的下降趋势、分水线和流水线上坡度缓慢下降。     

阿尔泰生态功能区植被的周期性变化及影响因素分析

针对植被与气候因子的分析多从研究区总体出发、缺少地域差异化研究的问题,本文提出了在不同地貌、坡度和植被类型区域进行植被覆盖度的时空分布特征及其影响因子分析研究的方法.该方法实现了植被在不同地理环境、不同植被类型中对气候因子响应机制的差异化研究.结果表明:1)植被覆盖度在平原和丘陵、坡度小于2°和大于15°区域递增趋势较...     

基于栅格DEM的地形特征提取与分析

以陕北延安地区燕儿沟流域为实验样区,运用比较分析法和数理统计法进行基于栅格DEM的地形特征提取和分析,以及DEM分辨率对地形特征的影响,并计算和比较了地形特征的空间统计分布。研究表明:一个相对真实的DEM能够通过修改生成DEM的基本材料,以及对DEM进行再加工而获得。由于DEM分辨率的不同,由此得到的地形特征值(如坡度、地形指数、河网密度等)在统计特性上也会随之变化。随着DEM分辨率的降低,坡度减小,地形坦化,地形指数均值变大,流域总面积变大,子流域数量减少,河流总长度减小,河网密度降低。     

芦山地震灾区典型泥石流沟发育特征分析

本文以芦山地震灾区冷木沟和校场沟两条已有治理工程的泥石流沟作为研究对象,利用1∶1万比例尺DEM数据分别采用坡度坡向分析法和面积-高程分析法做泥石流沟地貌发育特征分析和地貌发育程度分析。结果表明冷木沟与校场沟地质环境较差,并且仍处于壮年期,易发生泥石流等地质灾害,发生频率不是很高,但规模可能很大。再利用不同时期的遥感影像对流域面积进行解译,计算流域范围内的植被覆盖率,分析灾后重建植被恢复情况。     

影响黄土高原集水面积阈值的地形因子主成分分析

以ASTER GDEM为信息源、22个典型小流域为样区,分析黄土高原集水面积阈值与沟谷密度的关系,利用均值变点法确定最佳阈值,探讨了影响阈值的数字高程模型（digital elevation model,DEM）地形因子主成分。结果表明,集水面积阈值由北向南、自东向西逐步增大,宏观上受黄土高原地貌类型制约,地形因子对其的影响成分归纳为坡面、起伏及高程变异因子。坡面因子的最大值与阈值正相关,坡度>粗糙度>地形曲率>平面曲率>剖面曲率。起伏因子的均值与阈值正相关,起伏度>切割深度。高程变异因子与阈值负相关。三者的主成分贡献率依次为58.754%、18.915%、11.388%,权重为0.527、0.229、-0.569。研究表明,坡面特征是影响黄土沟谷发育的重要因子。     

叶尔羌河流域植被指数与地貌状况耦合度研究

针对叶尔羌河流域这一生态脆弱区,基于像元二分法利用MODIS NDVI数据计算该研究区典型正常年份2016年6—9月生长季植被指数(植被覆盖度),分析探讨了该流域植被覆盖度与土地利用/覆盖状况及高程、坡度、坡向等地貌状况主要要素之间的耦合关联关系。结果表明:叶尔羌河下游地区地形起伏较小,植被覆盖状况和土地利用/覆盖类型均具有明显的地带状与分层分布特征,植被覆盖度仅与距离水源地的远近相关性显著,与高程、坡度等其他地貌因子无明显相关性;而叶尔羌河中上游地区植被覆盖状况复杂,植被覆盖度与高程、坡度和坡向三因子总体耦合度较高。高程对植被覆盖状况的影响尤为显著,具有明显的垂直地带性;同时,随着高程增加,坡度对植被覆盖度的影响则表现出一定的垂直周期地带变化特性,以及随着坡向的变化植被覆盖度呈现出由阴坡、半阴坡较高(4 000m以下地区)按"顺时针"向阳坡、半阳坡较高(4 000m以上地区)逐渐转移。     

太原景观格局脆弱度时空动态研究

针对景观脆弱度评价中存在的因子重复计算以及对建设用地和林地易损度的认识不同问题，对景观格局脆弱度指数进行了改进，并对建设用地和林地易损度进行了探讨。根据Landsat8数据，研究了2000-2019年太原景观格局脆弱度的时空动态变化。采用改进后的景观脆弱度指数很好地避免了因子重复计算问题，合理地确定了建设用地和林地的易损度。太原景观格局脆弱度时空变化研究表明：(1)从太原整个景观层次的景观格局脆弱度来看，2000—2010年逐渐减小，2010—2015年又增大，而2015—2019年又略有减小，2000—2019年的变化趋势与林地和中高覆盖度草地面积变化趋势正好相反。(2)2000年和2005年以中度脆弱区面积最大，2010—2019年均以较低度脆弱区面积最大，2000—2019年，低度脆弱区和较低度脆弱区面积在增大。该文对景观格局脆弱度指数进行的改进，不仅简化了参数，更是避免了重复，使计算更加合理。景观太原景观格局脆弱度具有较强的正相关关系，空间分异总体较小，“高-高”值区分布较集中，出现在人类活动强度较大的东南部平原区域，“低-低”值区分布较分散，主要分布在林草覆盖度较好的区域。     

基于知识的黑河流域居民地的信息提取方法研究

本文通过研究居民地的面积及形状指数,居民地分布与海拔高程、坡度、坡向以及相邻地类的关系,分析了黑河流域居民地的几何特征及其分布特征,结果表明黑河流域居民地具有特定的形状,且其分布与地形和土地覆盖类别有着紧密的联系。     

拉林河流域水系分维研究

针对传统方法在水系分维估算中对集水面积阈值的确定主观性和不确定性较强,同时传统的数盒子等分维估算方法存在计算强度大、工作效率低、数据结果不客观等问题,该文基于SRTM DEM数据,运用ArcGIS软件对拉林河流域自动提取河网水系图;对水系进行不同集水面积阈值下的分维值计算,利用趋势线、相关系数检验等方法对拉林河流域集水面积阈值进行估算;并将提取出的集水面积阈值与实际测绘地形图进行对比,发现利用该方法确定阈值得到的水系与实际水系较为一致。同时,基于GIS的分维研究与传统的数盒子等方法计算水系维数相比,具有客观、经济、高效的优势。最后根据集水面积阈值与水系分维的相互关系,得出该流域水系分维值为1.28,说明拉林河流域尚处于侵蚀发育阶段的幼年期,发育受地质条件影响较大。     

面向GF-1影像的NDWI分割阈值选取方法研究

以位于我国不同地区的15个湖泊为研究区域,基于高分一号(GF-1)卫星遥感影像计算归一化水体指数(normalized difference water index,NDWI),在此基础上分别采用迭代法、大津法和直方图双峰法选取分割阈值及提取水体信息,并分析3种方法的阈值选取结果及水体信息提取结果。研究结果表明:迭代法与大津法选取的阈值相近,与直方图双峰法选取的阈值相差较大;迭代法选取阈值的效率较高;直方图双峰法的提取精度最优,其提取的水域面积与参考面积拟合的效果最好。该研究可为GF-1影像的精准水体提取提供自适应阈值分割方法的选取策略。     

不同最小上图面积指标坡度图对耕地净面积的影响

在第三次全国国土调查中,耕地净面积的计算包括坡度级别、田坎系数等。田坎系数由外业样方测量获得,坡度级别由DEM数据生成,因此由DEM生成的坡度图其精度是影响耕地面积精度的一个重要指标。通过坡度分级图对比,剖析了不同最小上图面积指标生成的坡度图对耕地面积的影响。     

空白区域对点群相似性特征因子的影响

针对空白区域对点群相似性特征因子的影响,该文首先综述相关研究文献并整合影响点群相似性的要素,包括拓扑关系、方向关系、距离关系和分布范围;然后通过自适应聚类方法提取点群目标中的空白区域。通过对考虑空白区域与未考虑空白区域点群目标之间的拓扑关系、方向关系、距离关系和分布范围的相似度计算并进行对比,发现点群中的空白区域对点群的拓扑关系之间的相似度计算影响较小,对点群的方向关系、距离关系和分布范围的相似度计算影响较大。     

一种顾及坡度因子与极值的地表面积计算法

针对局部地形的非线性变化与图形的极值信息对地表面积计算结果的影响,提出了一种顾及坡度因子与图形极值的地表面积计算法,分析了地表面积计算理论与误差。最后以中国西部具有典型地貌特征的两县数据为例进行试验分析。试验结果表明,该方法在一定程度上对局部地形逼近具有一定的改进,宏观上与规格格网交叉对角划线法具有一定的相似度。文中推导的三角网面积传递误差可初步表明考虑局部地形坡度因子与极值的地表面积计算结果可靠性更高。     

顾及地貌与DEM分辨率的坡度算法适应性研究

针对已有坡度相关研究多选取黄土高原等特殊地貌,且基于单一分辨率,缺乏普遍适用性。该文以德宏州地区的大起伏山地、平原的多分辨率DEM为数据源,采用排序分析、单因素方差分析、回归分析、LSD、对比分析等6种坡度算法提取样区坡度,以比较不同地貌类型在不同分辨率下的坡度平均值、中误差等指标。实验结果表明,地貌类型及分辨率均应作为坡度算法选择的重要依据,这为地理国情监测中地形地貌研究提供了重要参考价值。     

结合多级阈值与SOM的土地利用规划碎图斑识别

针对土地利用规划地图数据更新过程中因地块调入调出产生的碎图斑的识别问题,该文在深入分析样本数据特征的基础上提出一种结合多级阈值与 自组织特征映射(SOM)神经网络的碎图斑识别方法.首先通过面积和最大内角阈值排除不符合碎图斑特征的多边形;再将矩形度、圆形度、最小内角以及延展度作为特征向量输入训练好的SOM聚类模型,基于多边形特征相似性识别碎图斑,较好地弥补了 目前制图实践中大量采用的统一面积阈值法指标选取单一、主观性强的不足,实现了碎图斑的准确识别.以福州市长乐区和福清市土地利用规划调整建设用地管制区数据为样本的验证实验表明,该文方法的识别精度与稳定性(针对不同区域数据的适应性)均优于目前制图实践中大量采用的统一面积阈值法.